核设施安全隐患分类研究.pdf

收稿日期:作者简介:李森(),男,甘肃庆阳人,工程师,硕士,从事核安全工作.通讯作者:陈辞(),女,黑龙江伊春人,工程师,硕士,从事核安全工作(E m a i l c h e n c i c h i n a n s c 敭 c n).核设施安全隐患分类研究李森,陈辞,刁非,陈超(国防科工局核技术支持中心,北京 ;生态环境部核与辐射安全中心,北京 )摘要:国内核设施在建设、运行等生命周期中收集记录了大量的安全隐患,但目前对核设施的安全隐患尚无规范适用的分类准则,无法对相关信息进行合适的分类和精准识别,以甄别出安全薄弱环节及整改措施重心、提升安全管理的精细化和规范化水平.针对核设施具有产业链长、类型多等特点,通过调研分析国内外核行业及核安全监管领域以及其他大型行业有关安全隐患的分类方法和经验做法,结合核设施的特点及国内监管实践,形成适用于我国核设施安全隐患管理的分类方法建议.在此基础上,最终提出按安全隐患的直接产生原因作为分级准则,包括人、设备、环境、管理大类要素及 项细分小类的分类方法建议.关键词:安全隐患;核设施;隐患分类;核安全中图分类号:F 文献标志码:A文章编号:()S t u d yo nt h eC l a s s i f i c a t i o no fS a f e t yH a z a r d s i nN u c l e a rF a c i l i t i e sL IS e n CHE NC i D I AOF e i CHE NC h a o 敭N u c l e a rT e c h n o l o g yS u p p o r tC e n t e r S t a t eA d m i n i s t r a t i o no fS c i e n c e T e c h n o l o g ya n dI n d u s t r yf o rN a t i o n a lD e f e n s e B e i j i n g C h i n a 敭N u c l e a ra n dR a d i a t i o nS a f e t yC e n t e r M i n i s t r yo fE c o l o g ya n dE n v i r o n m e n t B e i j i n g C h i n a A b s t r a c t Al a r g en u m b e ro f s a f e t yh a z a r d s a r e c o l l e c t e da n dr e c o r d e d i n t h e l i f e c y c l eo f d o m e s t i cn u c l e a r f a c i l i t i e ss u c ha s c o n s t r u c t i o na n do p e r a t i o n b u t t h e r e i sn oc l e a r c l a s s i f i c a t i o ng u i d e l i n e f o r t h e s a f e t yh a z a r d so f n u c l e a r f a c i l i t i e s w h i c hs h o u l db e c l a s s i f i e da p p r o p r i a t e l y t o i d e n t i f y t h e s a f e t yw e a k n e s s e s a n d t h e f o c u s o f r e c t i f i c a t i o nm e a s u r e sa n d i m p r o v e t h ea c c u r a c ya n ds t a n d a r d i z a t i o no f s a f e t ym a n a g e m e n t 敭 I nv i e wo f t h e l o n g i n d u s t r i a l c h a i na n dm a n yt y p e so fn u c l e a r f a c i l i t i e s t h ec l a s s i f i c a t i o nm e t h o d sa n de x p e r i e n c e so fn u c l e a r i n d u s t r y n u c l e a r s a f e t ys u p e r v i s i o na n do t h e r l a r g e i n d u s t r i e s a t h o m e a n da b r o a da r e i n v e s t i g a t e da n da n a l y z e d a n dc o m b i n e dw i t ht h ec h a r a c t e r i s t i c so fn u c l e a r f a c i l i t i e sa n dd o m e s t i cs u p e r v i s i o np r a c t i c e s ac l a s s i f i c a t i o nm e t h o di sp r o p o s e d f o r t h em a n a g e m e n t o f s a f e t yh a z a r d so f n u c l e a r f a c i l i t i e s i nC h i n a 敭 O n t h i sb a s i s t h ep r o p o s e dc l a s s i f i c a t i o nm e t h o d i sb a s e do nt h ed i r e c tc a u s eo f t h es a f e t yh a z a r d s i n c l u d i n gf o u rc a t e g o r i e so fh u m a n e q u i p m e n t e n v i r o n m e n t a n dm a n a g e m e n t e l e m e n t sa n d s u b c a t e g o r i e s 敭K e yw o r d s s a f e t yh a z a r d s n u c l e a r f a c i l i t i e s c l a s s i f i c a t i o n n u c l e a rs a f e t yC L Cn u m b e r F A r t i c l e c h a r a c t e r AA r t i c l e I D 引言安全隐患或者隐患,在国内主要作为“安全生产事故隐患”的简称.按照 安全生产事故隐患排查治理暂行规定,安全生产事故隐患是指生产经营单位违反安全生产法律、法规、规章、标准、规程和安全生产管理制度的规定,或者因其他因素在生产经营活动中存在可能导致事故发生的物的危险状态、人的不安全行为和管理上的缺陷.核设施的相关作业因为可能涉及放射性危害、核事(件)故等原因,具有天然的高风险性,安全隐患的管理更应引起重视.目前国内核设施主要包括有反应堆类设施、核燃料循环类设施、后处理设施、废物处置类设施等,相关隐患主要涉及文件程序的编制、执行不到位,质保签章不规范,设备维护、异常处理不到位,以及人员管理不到位等方面.近年来虽然各类核设施加强了对安全隐患的信息记录和整理反馈,但由于核行业本身具有全产业链长、涉及专业广、设施类型多且差异大等特点,导致对核设施的安全隐患缺乏规范统一的分类认定方法,难以甄别区分各设施的安全管理薄弱环节.因此,需要对核设施安全隐患的相关分类方法进行研究,以提出一个综合性、适用性、指导性相对较为全面的分类方法.国外研究应用情况 分类方法及实践国际原子能机构(I A E A)的核安全系列文件 核设施工业安全指南(I A E AN u c l e a rE n e r g yS e r i e sN o N P T )中,将安全隐患定义为可能导致计划外事件或不良事件的条件、事件或状况,并按照安全隐患的后果类型将其分为 类,同时每类再细分为若干小类,如表所示.而在 核燃料循环设施安全(I A E AS a f e t yR e p o r t sS e r i e sN o )中,则介绍了按照事件可能原因进行始发事件(P I E)分类的方法,可为隐患分类提供思路.P I E指直接或间接影响安全功能的意外事件,如操作错误、设备故障或影响基本安全功能等情况,可能对设施设备、设施人员、公众或环境造成不良后果.具体分类如表所示.表 I A E A的安全隐患分类表T a b l eC l a s s i f i c a t i o no f s a f e t yh a z a r d s i nI A E A序号类别子类别机械撞击、破碎或剪切;切割、切断、刺穿;缠绕、拉拽;冲击;摩擦重力相关落物;高空作业;起重(包括相关电气危险);楼梯井相关危害;滑倒和绊倒电力物理冲击;电弧闪光;带电工作热接触热物体;低温危险;极端高温和寒冷噪音化学有害物质接触到指定的物质身体机能与工业相关的肌肉骨骼疾病;乏力、抖动;办公室相关的肌肉骨骼疾病高压气体或流体 生物接触细菌、病毒或疾病危害;接触他人或社会面带来的危害;接触野生动物和有毒植物 辐射危害电离辐射;非电离辐射(电磁场、紫外磁场等)特殊工作环境和人员条件有限空间;挖沟、挖掘工作;近水作业或水下作业;高温作业;照明田间和能见度不良;掩埋;不利天气;电力和手工工具;灰尘环境;调试、运行和维护;压力容器;工作时间表;社会心理条件;国际出行;独自工作;远程工作;破坏性事件;设施特定的危害表核燃料循环设施安全始发事件类别表T a b l eC l a s s i f i c a t i o no fP I E s i nI A E A序号类别说明服务损失电力损失;压缩空气损失;惰性气氛损失;冷却剂损失;最终散热器损失临界控制损失运输中燃料掉落;形状损失;过溢;中子能量损失;过量;结构部件失效;维护错误;控制系统错误;过处理过程问题设施配置不正确;试剂或冷却剂不足,或试剂或冷却剂添加过慢或过晚;试剂或冷却剂添加太快或过早;压力或气体流量不当,压力保持容器或管道破裂;温度异常;相意外变化导致临界或限制损失;安全功能未执行或执行得太晚设备和设施故障失去限制或泄漏;流体隔离不足;过滤器或柱堵塞或旁路;对安全重要的项目虚假执行;结构故障操作问题危险负载下降;对安全至关重要的项目上的重载;安全联锁要求故障;制动器不足或超速或过载保护不足;路径阻塞导致碰撞;起吊部件(如钩、梁、电缆)故障;吊装时与地面保持固定的荷载续表序号类别说明其他内部事件内部火灾或爆炸;内部洪水;实验中的故障临界事件;与设施建筑碰撞;流体射流、管鞭或内部导弹;放热化学反应;累积氢点火;腐蚀失效;中子吸收损失外部事件地震(包括地震诱发的断层和滑坡)、洪水(包括上游或下游大坝失灵、河流堵塞和海啸或巨浪造成的破坏)、龙卷风和龙卷风导弹、沙尘暴、飓风、风暴、闪电、热带气旋、外部爆炸、飞机坠毁、外部火灾、设施外有毒物质泄漏、运输路线上的交通事故、邻近设施的影响(核设施、化学设施和废物管理设施);微生物腐蚀、啮齿动物或昆虫损坏设备等生物危害;极端气象现象;外部供电线上的电力或电压激增人因错误进货和转移材料的规格不正确;操作错误或未执行操作;维修操作错误或未执行维修此外,I A E A的技术文件 核设施事件根本原因分析参考手册(I A E A T E C D O C ),则按照安全隐患可参考造成事件的因素进行分类,具体包括设计、工具和设备、维修管理、场地管理、执行错误、程序编制、培训、沟通、工作目标、组织管理、防护共 类因素.世界核电运营者协会(WANO)则按照风险事件的类型将隐患分为核、辐射、人员安全、环境、运行、发电、项目和经营个风险类,以评估事件对设备损坏、人员受伤、经济损失和其他负面后果的影响.美国能源部(D O E)在其发布监管政策中,将隐患分为核安全相关问题和其他问题缺陷类.分析小结国外对安全隐患的分类基本可以归纳为两种主要做法,一种是按照造成事故后果的类型进行划分,另一种是按照造成事故的原因进行划分.实际上,两种方法差异在于观察的视角不同,一个从结果评价,一个从原因评价,方法无本质差异,也不会影响隐患的严重程度.两者都可以作为隐患的分类标准进行使用,区别只在于观察问题的角度以及使用的便利程度有所不同.国内分类方法及实践由于安全隐患涉及国内各个行业的生产活动,国内对隐患的分类实践存在多种模式,下文将按照隐患分类的通用方法、各行业的实践经验、核安全监管实践三个方面进行分析研究.安全隐患分类的通用方法国内对安全隐患的通用分类主要有种分类方法,即按事故类型、按事故原因、按监管要求,如图所示.()按照可能造成的事故类型 企业职工伤亡事故分类(G B )将事故按照事故类型分为 类,包括:物体打图隐患分类方法F i g C l a s s i f i c a t i o nm e t h o d so f s a f e t yh a z a r d s击、车辆伤害、机械伤害、起重伤害、触电、淹溺、灼烫、火灾、高处坠落、坍塌、冒顶片帮、透水、放炮、火药爆炸、瓦斯爆炸、锅炉爆炸、容器爆炸、其他爆炸、中毒和窒息、其他伤害.()按照可能造成事故的原因 生 产 过 程 危 险 和 有 害 因 素 分 类 与 代 码(G B/T )按照可能造事故的原因,将生产过程危险和有害因素分为人的因素、物的因素、环境因素和管理因素大类,并进一步分为 项中类、项小类和若干项细类.()按照监管要求分类部分行业按照 国务院安委会办公室关于印发工贸行业企业安全生产标准化建设和安全生产事故隐患排查治理体系建设实施指南的通知(安委办 号)中的隐患排查内容进行类别划分,其附件 安全生产事故隐患排查治理体系建设实施指南将安全生产事故隐患分为基础管理和现场管理大类,并细分出 个小类.其中,基础管理类包括资质证照、安全生产管理机构及人员、安全生产责任制、安全生产管理制度、安全操作规程、教育培训、安全生产管理档案、安全生产投入、应急管理、特种设备基础管理、职业卫生基础管理、相关方基础管理、其他基础管理 个小类;现场管理类包括特种设备现场管理、生产设备设施及工艺、场所环境、从业人员操作行为、消防安全、用电安全、职业卫生现场安全、有限空间现场安全、辅助动力系统、相关方现场管理、其他现场管理共 个小类.除上述方法外,国内实践中还有其他的一些新型分类方法,如风险分析法、大数据机器学习法、危险与可操作性研究法、预先危险性分析法、故障类型及影响分析法、风险矩阵法、作业条件危险性分析、道化学法、蒙德法、危险度评价法、火灾爆炸数学模型计算等.各行业的隐患分类经验具体到国内各行业,一般会在采用国家或行业的隐患分类法规或标准的基础上,针对各自特点做相应的优化和细化.在核行业,中核集团参照 安全生产事故隐患排查治理体系建设实施指南(安委办 号)文件内容,发布的企业标准 隐患排查治理基本要求中,将隐患分为基础管理和现场管理两大类,并结合核设施的特点在 个小类的基础进一步细化至 个小类.其下属核电厂更是在要求的基础上,将小类进一步调整优化为 项.而目前的在建核设施项目以及相关工程监理公司则按照隐患的原因,将安全隐患分为物的不安全状态、人的不安全行为、环境因素、管理因素四类.在其他行业,电力监管领域结合隐患的产生原因和可能导致电力事件事故的类型,将隐患分为人身安全隐患、电力安全事故隐患、设备设施事故隐患、大坝安全隐患、安全管理隐患和其他事故隐患等类.煤矿行业按照可能导致的事故及伤害类型,将安全风险划分为 种.特种设备行业根据产生特种设备隐患的原因确定隐患类别,将特种设备隐患分为管理类、人员类、设备类、环境类类.此外,还有部分高危行业监管明确给出重大隐患的定义和判定条件,并列出应判定为重大事故隐患的具体清单,如危化品、矿山、烟花爆竹、水利工程等行业.核安全监管实践在民用核安全监管领域,国家核安全局发布的 核与辐射安全监督检查工作指南根据监督检查所发现问题对核安全的影响程度分为一类问题、二类问题、三类问题和四类问题四级,具体如表所示.表国家核安全局的问题分类表T a b l eC l a s s i f i c a t i o no fp r o b l e m so fN N S A分类描述一类问题如果不采取纠正行动或措施将对核安全产生重大影响的问题,需要立即采取纠正行动或措施,以消除核安全影响二类问题可能影响构筑物、系统和部件执行其安全功能的问题,需开展分析评价,并根据评价结果采取相应的纠正行动或措施,使安全功能不受影响三类问题一类问题和二类问题以外的未遵守核安全管理要求、许可证条件以及业主承诺的问题,需要分析评价是否采取纠正行动或措施,或提出豁免申请四类问题不满足一类问题、二类问题和三类问题定义的问题,需要营运单位采取相应行动对于军工核设施安全监管领域,则主要参考 生产过程危险和有害因素分类与代码(G B/T ),按照隐患产生的直接原因类别划分为人的因素、物的因素、环境因素和管理因素四大类,并结合核设施的具体情况对国标中的中类、小类进行了归纳与调整,最终形成了 小类,具体如下:)人的因素:心理因素;行为因素.)物的因素:设备缺陷;防护缺陷;放射性危害;非放射性危害;信号标识缺陷.)环境因素:室内作业环境不良;室外场地环境不良;自然灾害威胁.)管理因素:组织机构不健全;安全责任不落实;管理制度不完善或不落实;操作规程不规范;培训不足;安全投入不足;其他因素.分析小结根据调研情况,目前国内安全隐患的分类方法主要包括事故后果分类法、事故原因分类法、按监管要求分类法种.其中,前两种与国际上所用分类方法基本一致,第三种以现场作为边界进行分类,从具体细分小类来看,也可以认为属于是前两种分类方法的结合衍生.具体到各行业,则会在采用国家或行业的隐患分类法规或标准尤其是 生产过程危险和有害因素分类与代码的基础上,针对各自特点做相应的优化和细化.在核安全监管领域,国家核安全局的分类方法是按照问题对核安全的影响程度进行区分,更侧重于对问题的重要程度或者风险等级进行评价.军工核设施安全监管则主要参考 生产过程危险 和 有 害 因 素 分 类 与 代 码分 为个 大 类 个小类.同时,由于核设施的系统设备较为复杂,涉及后果类型多,采用后果分类法可能使得方法较为冗长,实用性较差.且目前国内已有相对成熟的安全隐患分类推荐标准,各方面对此有一定的了解和基础.为便于行业内各使用,减少不必要的学习障碍,建议参照 生产过程危险和有害因素分类与代码根据隐患的产生原因进行分类.分类方法建议首先,对于核设施安全隐患的分类,建议参考 生产过程危险和有害因素分类与代码分为人、物、环境、管理个大类.同时,标准为满足普适性要求,细分类别过于复杂,采用大类、中类、小类、细类四级分类法,给实际使用带来一定的挑战.为提高分类的实用性和便捷性,建议结合核设施安全隐患的特点对细分类别进行一定程度的优化.其次,在具体细分类别优化时,建议将前三类因素(人、物、环境)隐患涉及管理类因素的内容进行整合,并重新调整个大类以及具体的细分小类,采用大类、小类两级分类法,以避免可能出现的分类差异并降低方法的复杂程度.对于人的因素类隐患,原有中类包括心理、生理因素和行为因素.建议区分心理、生理类因素,将二者拆分为个小类,以便于区分识别.同时将行为类因素调整为人因失误类因素,将涉及管理职责缺失的内容调整至管理类,重点关注因人员失误而非管理失职引起的安全隐患.对于物的因素类隐患,原有中类包括物理因素、化学因素、生物因素,对核设施的适用性不强.建议明确强调物的因素类隐患反映的是因物项固有缺陷而导致的故障、隐患,并将涉及管理职责缺失的内容调整至管理类.同时,结合核设施的特点,将细分小类调整为安全级物项、安全级物项的辅助支持系统和非安全级物项项,以达到全面的覆盖.对于环境因素类隐患,原有中类包括室内作业环境不良、室外场地环境不良、自然灾害威胁、地下作业环境不良.但对核设施而言,作业环境管理基本均有制度程序进行管控,而对于自然灾害的疑问已在设施的安全分析阶段完成了评价.为避免实际使用可能的混淆,建议将设计评价范围内自然灾害威胁类应对归入管理类因素,并将原有的作业场地环境归入管理类的细分小类如制度不完善或制度执行不到位.调整后的环境因素主要考虑的是超出原有设计考虑的环境因素,如超设计基准的自然威胁、超设计考虑的场所不可达等.对于管理因素类隐患,原有中类包括组织机构不健全、安全责任不落实、管理制度不完善或不落实、安全投入不足、应急管理缺陷.针对管理类因素的调整,主要聚焦于由管理和管理责任缺失所导致的隐患,并将范围过大的细分小类进行调整,补充完善缺少的细分小类.调整后的管理类因素包括:组织机构不健全、法规标准及监管要求落实不到位、管理制度编制不完善、作业程序编制不完善、管理制度落实不到位、作业程序执行不规范、维修维护不到位、现场环境控制不到位、人员资质不具备、文件管理不规范、安全责任落实不到位 种.具体而言,将管理制度不完善或不落实、操作规程不规范调整细化为法规 及 监 管 要 求(监 管 级)、管 理 制 度(公 司级)、作业程序(处室级)个层级的文件不完善或执行不到位,以便更好地进行区分.同时,结合近年来安全隐患情况,将具有代表性、苗头性、频发性的维修维护不到位、人员资质不具备、文件管理不规范从制度、程序执行不到位中单独列出,以突出重点隐患.结论综上,建议核设施安全隐患的分类按照其产生的直接原因,包括人的因素类隐患、物的因素类隐患、环境因素类隐患及管理因素类个大类、个小类,具体情况如下:)人的因素类隐患是指由人的客观因素导致的隐患.包括心理因素类、生理因素类、人因失误类,共小类.)物的因素类隐患是指由构筑物、系统、设备在设计、制造、适配、材质、性能等方面存在的固有缺陷因素所导致的隐患.包括安全级系统、设备、构筑物缺陷;安全级物项的支持系统、设备缺陷;非安全级系统、设备、构筑物缺陷,共小类.)环境因素类隐患是指由超设计基准的环境条件所导致的隐患.包括自然灾害威胁、场所不可达,共小类.)管理因素类隐患是指由管理和管理责任缺失所导致的隐患.包括:组织机构不健全、法规标准及监管要求落实不到位、管理制度编制不完善、作业程序编制不完善、管理制度落实不到位、作业程序执行不规范、维修维护不到位、现场环境控制不到位、人员资质不具备、文件管理不规范、安全责任落实不到位,共 小类.参考文献:I A E A I n d u s t r i a lS a f e t yG u i d e l i n e sf o rN u c l e a rF a c i l i t i e s,I A E A N u c l e a rE n e r g yS e r i e sN o N P T Z V i e n n a:I A E A,I A E A S a f e t yA n a l y s i sa n dL i c e n s i n gD o c u m e n t a t i o nf o rN u c l e a rF u e lC y c l eF a c i l i t i e s,I A E AN u c l e a rE n e r g yS e r i e sN o Z V i e n n a:I A E A,I A E A R o o tC a u s eA n a l y s i sF o l l o w i n ga nE v e n t a t aN u c l e a rI n s t a l l a t i o n:R e f e r e n c e M a n u a l,I A E A T E C D O C Z V i e n n a:I A E A,W o r l da s s o c i a t i o no fn u c l e a ro p e r a t o r s E x c e l l e n c e i nI n t e g r a t e d R i s kM a n a g e m e n t,WANO ZL o n d o n:WANO,D e p a r t m e n to fe n e r g y,f a c i l i t ys a f e t y D O E O CZ W a s h i n g t o n:D O E,N u c l e a re n e r g yi n s t i t u t e I m p r o v i n gt h eE f f e c t i v e n e s so fI s s u eR e s o l u t i o nt oE n h a n c eS a f e t ya n dE f f i c i e n c y,N E I Z W a s h i n g t o n:N E I,